Numerical modelling of thermal phenomena in Yb:YAG laser welding process

Piekarska, W.; Кубяк, М.; Saternus, Z.; Domański, Tomasz; Stano, Sebastian; Radcenko, Michail V.; Ivanov, S. G.

doi:10.17512/jamcm.2014.3.18

Cited by 6 publications

(15 citation statements)

References 11 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Wprawdzie w pracach [1,4,7] zaproponowano modele zjawisk mechanicznych spawania laserowego, ale nie uwzględniono w nich odkształceń indukowanych przemianami fazowymi.…”

Section: Wstępunclassified

“…Po wykorzystaniu funkcji Greena i dodaniu warunku początkowego (T0) jest: (4) Całkowanie (4) po współrzędnych przestrzennych z uwzględnieniem (2) i (3) daje półanalityczne rozwiązanie rów-nania (1). W postaci jawnej rozwiązanie to przedstawiono w pracy [2].…”

Section: Model Zjawisk Cieplnychunclassified

“…Model kinetyki przemian fazowych w stanie stałym oparto na spawalniczym wykresie chłodzenia ciągłego (CTPc-S) dla stali S235, zbudowanego dla szybkości chłodzenia w zakresie temperatur 800/500 °C [4,7,8].…”

Section: Przemiany Fazowe W Stanie Stałymunclassified

“…Współczynniki rozszerzalności termicznej oraz izotropowe odkształcenia strukturalne przyjęto na podstawie badań przeprowadzonych na symulatorze cykli cieplnych oraz testowych symulacji odkształceń z wykorzystaniem (6) dla różnych szybkości chłodzenia rozważanej stali [3,4].…”

Section: Przemiany Fazowe W Stanie Stałymunclassified

See 3 more Smart Citations

Analityczno-numeryczna analiza spawania laserowego płaskowników smukłych

Wróbel

Kulawik

Bokota

2016

Przegląd Spawalnictwa

View full text Add to dashboard Cite

StreszczenieW pracy przedstawiono model analityczno-numeryczny oraz analizę zjawisk cieplnych, przemian fazowych i zjawisk mechanicznych towarzyszących spawaniu techniką laserową smukłych elementów płaskich. Do rozwiązania zagadnienia przewodzenia ciepła zastosowano metodę funkcji Greena. Model szacowania udziału faz oraz ich kinetyki oparto na wykresie spawalniczym ciągłego chłodze-nia (CTPc-S). Udziały faz metalurgicznych powstających podczas ciągłego nagrzewania i chłodzenia (austenit, perlit lub bainit) wyznaczano równaniem Johnsona-Mehla i Avramiego. Do wyznaczania tworzącego się martenzytu wykorzystano zmodyfikowane równanie Koistinena i Marburgera. Naprężenia i odkształcenia wyznaczono z rozwiązania metodą elementów skończonych równań równowagi w formie prędkościowej. Uwzględniono odkształcenia cieplne, strukturalne, plastyczne oraz odkształcenia indukowane przemianami fazowymi. Do wyznaczania odkształceń plastycznych zastosowano warunek plastyczności Hubera-Misesa ze wzmocnieniem izotropowym, natomiast odkształcenia plastyczne indukowane przemianami fazowymi obliczano formułą Leblonda. Dokonano analizy składu fazowego i naprężeń towarzyszących spawaniu doczołowemu elementów wykonanych z niskowęglowej spawalnej stali (S235). Analizę przeprowadzono dla dwóch wersji spawania: pojedynczą wiązką laserową oraz podwójnymi wiązkami, z których jedna została użyta do podgrzewania wstępnego, a druga do spawania.Słowa kluczowe: spawanie laserowe; przemiany fazowe; zjawiska cieplne i mechaniczne AbstractIn the paper an analytical-numerical model and the analysis of thermal phenomena, phase transformations and mechanical phenomena occur in laser welding of thin flat bars were presented. To solve the heat transfer equation, the method of Green's function was used. To calculate the phase fractions and their kinetics the model based on the analysis of the continuous cooling diagram for the welding (CCT) is used. Phase fractions which occur during the continuous heating and cooling (austenite, pearlite or bainite) are described by Johnson-Mehl-Avrami (JMA) formula. To determine the formed martensite the modified KoistinenMarburger (KM) equation is used. The stress and strain are determined by the solution of the equilibrium equations in the rate form using finite element method. In the model the thermal, structural, plastic strains and induced plasticity are taken into account. To calculate the plastic strains the Huber-Mises plasticity condition with isotropic hardening is used. Whereas to determine transformations induced plasticity the modified Leblond model is applied. The analysis of the phase content and stress state which occur during the butt welding of elements made of low carbon steel (S235) were performed. The calculations were carried out for the two cases of welding: a single laser beam and a double laser beam, where first was a preheating source and the second the main welding source.

show abstract

“…Wprawdzie w pracach [1,4,7] zaproponowano modele zjawisk mechanicznych spawania laserowego, ale nie uwzględniono w nich odkształceń indukowanych przemianami fazowymi.…”

Section: Wstępunclassified

Section: Model Zjawisk Cieplnychunclassified

Section: Przemiany Fazowe W Stanie Stałymunclassified

See 2 more Smart Citations

Analityczno-numeryczna analiza spawania laserowego płaskowników smukłych

Wróbel

Kulawik

Bokota

2016

Przegląd Spawalnictwa

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Two approaches dominate in temperature field modeling of these processes. The first approach is numerical, in which the finite difference methods, infinitesimal heat balances and FEM are commonly used [1][2][3][4][5][6][7]. The second approach consists of an analytical solution, described further in this work, in which integral transformations and the Green's function method are used frequently.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The model of temporary temperature field during multi-pass arc weld surfacing. Part I: Analitycal description

Winczek¹,

Rygal²,

Skrzypczak³

2015

J. Appl. Math. Comput. Mech.

View full text Add to dashboard Cite

Abstract. This work presents a model of a temperature field in a steel element during multi-pass Gas Metal Arc Weld surfacing taking into account heat of the melted electrode material. An analytical solution for a half-infinite body model is obtained by aggregating temperature increments caused by applying liquid metal and heat radiation of a moving electrode. The assumptions are Gaussian distributed heat sources of applied melted electrode material and of an electric arc.

show abstract